17. ledna 2022
(aktualizováno 20. 01. 2022 v 18:09)
Mnoho z vás se v nejrůznějších diskusích často ptá na otázky spojené s nejnovějším vesmírným dalekohledem Jamese Webba, ale nikdo nemůže znát odpověď úplně na všechno a některé zajímavé zůstávaly dokonce bez odezvy. Proto jsme se obrátili na zdroje nejpovolanější a pokusíme se odpovědět na řadu všemožných věcí spojených právě s tímto teleskopem. Jelikož je jich opravdu hodně, rozhodli jsme se rozdělit je na několik po sobě jdoucích dílů, které budou vycházet každé pondělí deset minut po půlnoci, tak jak jsou naši pravidelní čtenáři již zvyklí. Pokud svou otázku nenajdete v tomto díle, tak zkuste počkat na některý z dalších dílů série o JWST.
Základní otázky o Teleskopu Jamese Webba
- Co je Vesmírný dalekohled Jamese Webba?
Vesmírný dalekohled Jamese Webba, nazývaný také jednoduše Webb nebo zkratkou JWST, je velká vesmírná observatoř, optimalizovaná pro infračervené vlnové délky, která doplní, rozšíří a naváže na objevy Hubbleova vesmírného dalekohledu (HST). Bude mít delší pokrytí vlnovou délkou a výrazně lepší citlivost. Delší vlnové délky umožní Webbovi podívat se dále do minulosti, aby našel galaxie, které se zformovaly v raném vesmíru a nahlédl do prachových mračen, kde se formují hvězdy a planetární systémy.
- Jak se Webb jmenoval, než byl pojmenován po Jamesi Webbovi?
Vesmírný dalekohled Jamese Webba se původně jmenoval „vesmírný dalekohled nové generace“ nebo NGST Zkratka „Next Generation“ (nová generace) byla vybrána, protože Webb bude stavět na vědeckém výzkumu zahájeném Hubbleovým vesmírným teleskopem a pokračovat v něm. Objevy HST a dalších dalekohledů způsobily revoluci v astronomii. Vyvolaly ovšem otázky nové, a abychom na ně dokázali odpovědět, byl třeba nový, jiný a výkonnější vesmírný dalekohled. Webb je také dalekohledem nové generace v technickém smyslu. Zavádí do praxe nové technologie, kam patří jeho lehké, pohyblivé primární zrcadlo, které připraví cestu pro budoucí mise. 10. září 2002 byl pak vesmírný dalekohled nové generace pojmenován na počest Jamese E. Webba.
- Kdo byl James E. Webb?
Tato vesmírná observatoř je pojmenována po Jamesi E. Webbovi (1906-1992), druhém správci NASA. Webb je nejlépe známý tím, že vedl agenturu NASA v tzv. „zlatých časech“. Vedl lunární průzkumný program Apollo. V rámci kterého přistáli první lidé na Měsíci. Inicioval však také energický vesmírný vědecký program, který byl během jeho funkčního období zodpovědný za více než 75 startů, včetně prvních amerických meziplanetárních průzkumníků. Pro více informací prosím navštivte tuto stránku na webu NASA. Oficiální životopis Jamese E. Webba NASA naleznete v anglickém jazyce zde a na našem webu pak zde.
- V čem bude Webb lepší než Hubbleův vesmírný dalekohled?
Webb je navržen tak, aby se díval hlouběji do vesmíru, aby viděl nejstarší hvězdy a galaxie, které se zformovaly ve vesmíru, a aby se podíval hluboko do blízkých prachových mračen, kde bude studovat formování hvězd a planet. Aby toho bylo možné dosáhnout, Webb bude mít mnohem větší primární zrcadlo než Hubble, což mu umožní shromažďovat mnohem více světla. Bude mít také infračervené přístroje s delším pokrytím vlnových délek a výrazně lepší citlivostí než Hubble. A konečně, Webb bude pracovat mnohem dále od Země, bude si udržovat extrémně nízkou provozní teplotu, stabilní nasměrování a vyšší účinnost pozorování, než je tomu u Hubblea na oběžné dráze Země. Zde je článek, který se podrobně věnuje rozdílům mezi oběma teleskopy.
-
Teleskop Jamese Webba na špici Ariane 5 právě odstartoval do vesmíru. Zdroj: ArianeGroup
Kdy byl Webb vyslán do kosmu?
Startovací okno bylo otevřeno od 25. prosince 2021 od 13:20 SEČ do 13:52 SEČ. Teleskop startoval na raketě Ariane 5 hned na počátku tohoto okna ve 13:20 SEČ (12:20 GMT/UTC). - Co bylo Webbo startovací okno?
Startovní okna se týkají období každého dne, během kterého lze teleskop vynést, aby dosáhl zamýšlené oběžné dráhy v bodě L2. Ve vesmíru Webbova observatoř nebude umístěna přesně v bodě L2, ale bude se kolem něj pomalu dvakrát ročně otáčet ve smyčce, která je ještě větší než oběžná dráha Měsíce kolem Země. Geometrie této rotace se mění v závislosti na denní době startu a ročním období (kvůli sklonu zemské osy). Mezi klíčová omezení startovacích oken patří:
-
- Zajištění toho, aby úhel mezi Sluncem a Webbovou observatoří během letu do bodu L2 nezpůsobil přehřátí citlivých částí observatoře.
- Vyhýbání se blízkému přiblížení k Měsíci během letu do bodu L2, aby se předešlo komplikacím s korekcí gravitace Měsíce.
- Vyhýbání se zatmění Slunce, Země a Měsíce po dobu letu do bodu L2 a po celou 10letou misi, aby Webbův solární panel vždy vyráběl elektřinu pro napájení všech systémů.
- Vyhnutí se oběžným drahám v bodě L2 s příliš velkými rotacemi nebo vzdálenostmi od Slunce (což by vytvořilo příliš velký úhel mezi Sluncem, Zemí, Měsícem a Webbem), aby dalekohled nebyl nikdy osvětlen pozemskou září nebo měsíčním světlem, a aby komunikace se Zemí byla vždy v efektivním úhlu.
Tato omezení znamenají, že v průběhu roku měl Webb startovací okna přibližně 210 dní v roce. Doba trvání oken se lišila, některá trvala až 90 minut a obvykle se vyskytovala mezi 11:45-14:00 koordinovaného světového času (UTC). Většina kosmických misí má pak vlastní startovací okna.
Ukázka uložení teleskopu na raketě Ariane 5. Zdroj: ArianeSpace.com
-
- Jak byl Webb vynesen?
Webb byl vynesen na špici nejsilnější evropské rakety Ariane 5 ve verzi ECA. Nosná raketa byla součástí evropského příspěvku k této misi. Webb byl vypuštěn ze startovacího komplexu ELA-3 společnosti Arianespace na evropském kosmodromu poblíž Kourou ve Francouzské Guyaně. Je výhodné, aby startovací místa byla umístěna blízko rovníku – rotace Země může pomoci dodat další rychlost. Povrch Země na rovníku se pohybuje rychlostí 1670 km/h. Aby se dalekohled vešel do rakety, musel být předem přesně složen. Součástí konfigurace byl i adaptér užitečného zatížení společnosti Airbus DS Spain (dříve Astrium) označovaný Cone 3936, což je v podstatě redukce z většího průměru na menší a je navržena tak, aby zabraňovala průniku hélia z horní části rakety do nákladového prostoru. Číslo označuje počáteční průměr kužele v mm, který má na druhém konci průměr 2624 mm. Výška této části je 78,3 cm a byla ukončena systémem PAS (Payload Adapter Systems) ACU 2624B s upínacím páskem. Vyrábí ho společnost RUAG Space. Jde o kruhový mezikus, který se stará o správné uchycení nákladu k adapteru, oddělení nákladu, a dále zajistil mechanické a elektrické rozhraní mezi Webbem a raketou. Výška varianty B je 325 mm a váží maximálně 125 kg. Uvnitř objímky jsou pružiny které popostrčily teleskop od rakety po oddělení.
- Proč byla pro vypuštění teleskopu vybrána Ariane 5? Proč nebyla vybrána SpaceX?
Ariane 5 je jednou z nejspolehlivějších nosných raket na světě a byla vybrána pro kombinaci spolehlivosti (jednalo se o jedinou nosnou raketu, která splnila požadavky NASA na vypuštění mise jako Webb v době výběru) a pro hodnotu, kterou přináší prostřednictvím mezinárodního partnerství ESA a NASA. Hodnotou je myšlen závazek Evropské kosmické agentury poskytnout nosnou raketu a související služby bez výměny finančních prostředků. Výměnou za to NASA garantuje evropským vědcům část pozorovacího času na teleskopu (zhruba 15 až 30 %). Raketa byla vybrána na počátku roku 2000. Vzhledem k tomu, že architektonická realita Webba a mezinárodní technologická omezení (plus průmyslové schopnosti a strategické technologické zájmy) Evropa nemůže dodat servisní část s pohonem, sluneční clonu nebo součásti dalekohledu, NASA místo toho požádala o nosnou raketu, služby spojené s vynesením a vědecké přístroje.
Dalším důvodem, proč se nosné rakety téměř nikdy nemění uprostřed běžících projektů, je skutečnost, že každý náklad má své vlastní specifické environmentální charakteristiky. Všechny rakety jsou si do určité míry podobné, ale mají významné rozdíly ve svých vibroakustických režimech. Navrhnout něco, co by zahrnovalo požadavky na jakékoli/všechny environmentální specifikace dostupných nosičů, je velmi obtížné, zvyšuje náklady a hmotnost a snižuje schopnosti. Naproti tomu včasná znalost nosné rakety pomáhá náklad navrhnout přesně na míru a tím ušetřit hmotnost i náklady. Také profily vzestupné fáze jsou specifické nejen pro nosič, ale jsou dokonce přesně specifické pro den v roce a denní dobu. To znamená, že musíte dobře znát nejen svou nosnou raketu, ale také přesné místo startu.
To, že výběr Ariane 5 byl výbornou volbou, ukázal start samotný. Raketa pracovala tak přesně, že usadila teleskop na velmi přesnou dráhu a díky tomu prodloužila životnost observatoře až na 20 let provozu z původně plánovaných deseti let. Více v dalším dílu…
Zdroje obrázků:
https://live.staticflickr.com/65535/51758886988_7560fed1a2_b.jpg
https://i.ebayimg.com/images/g/I74AAOSwiBlhyZZa/s-l1600.jpg
https://www.jwst.nasa.gov/images/ariane2.jpg
Poznámka: Zdroje informací budou uvedeny na konci série o JWST.
Rubrika 
Štítky: 
Nahrávání ...
Díky za souhrn, o tom člověk může číst skoro pořád:-)
Není zač. 🙂
Opravdu adaptér Cone 3936 pro JWST vyráběla firma Astrium?
https://ariane-cities.com/en/content/airbus-defence-and-space-madrid-spain
Společnost Astrium od roku 2012 neexistuje. I zákaznická příručka k Ariane 5 referuje u Cone 3936 jako výrobce Airbus DS Spain.
Doplnil jsem to do článku. Díky.
Zdravím, bedlivě sleduju cestu teleskopu do L2 a rovněž na stránkách NASA jeho jednotlivé procesy z nichž vyplývá že právě probíhá vystavování jednotlivých segmentů zrcadla. Všechny už povyjely ze základní polohy -12,3mm kromě dvou (A6 a A3) a jsou nyní na 3mm. Nevíte náhodou jestli nenastaly nějaké problémy právě při ovládání aktuátorů těchto dvou segmentů? Na stránkách NASA ani twitteru jsem žádnémunfo nenašel. Díky za odpověď
Hezký den,
tyto segmenty se mají podle plánu pohybovat až nakonec, protože mají jiný režim.
Díky za info, je to napínavé!
Taky mě to zaujalo, hledal jsem další informace a našel tohle: https://authors.library.caltech.edu/91565/1/1069808.pdf
Jestli to správně chápu, tak u těchto segmentů má snímač polohy (linear variable differential transformer – LVDT) vadnou jednu cívku (jsou tam dvě kvůli eliminaci teplotních efektů), proto se budou testovat až nakonec jiným postupem. O závadě se vědělo už před startem, nedočetl jsem se ale nikde, proč ji nebylo možné opravit.
Ještě doplním že na stránkách od teleskopu NASA přidala tento koment právě k A3 a A6 segmentům:
NOTE: Segment A3 and A6 will be moved separately at the end of the process because their position sensors are read out in a different way.
Řekl bych, že by to vyžadovalo rozebrání systému zrcadel a s tím by bylo spojeno následné složité testování.
Tak dúfajme, že za tých 20 rokov už nebude problém k nemu priletieť a vymeniť potrebné systémy (doplniť palivo), aby fungoval dlhšie.
Za těch 20 let bude mnohem jednodušší tam poslat x krát větší nový kousek s mnohem lepšími parametry.
Nebude. To už by se musel vyrábět .
Nemusel, pokud to nebude dělat nějaká agentura, tak je času dost.
Ani za 20 let a ani za 30 let. JWST není navržen pro jakoukoli servisní misi. Nelze ho v kosmu zachytit. Nemá na sobě žádné úchyty, ani nic za co by si ho mohlo cokoli přitáhnout. Další věcí je přístrojový segment, který nebyl navržen na výměnu čehokoli v kosmu. Nemá tedy přizpůsoben přístup pro případné opravy. Téměř s jistotou si dovolím tvrdit, že k jeho opravě nikdy na oběžné dráze nedojde.
„Je výhodné, aby startovací místa byla umístěna blízko rovníku – rotace Země může pomoci dodat další rychlost. Povrch Země na rovníku se pohybuje rychlostí 1670 km/h. Pro Webba tato výhoda neměla ovšem žádný význam.“
Tak se přiznám, že tohle jsem nepochopil, proč by to jako nemělo pomoci???
Připojuji se k dotazu. I mě to zajímá v čem má JWST výjimku.
Možná by jsi to mohl vysvětlit. Nedávno jsi sám s tou informací přišel. Nebo tu informaci v komentářích chápu špatně?
https://www.facebook.com/groups/kosmoklub/permalink/10158536947577913
Ve vláknu jsem našel link na video a tam jasně krásnou frangličtinou říká dotazovaný, že je to velmi výhodné pro JWST a že se díky tomu prodlouží jeho operační doba.
No to spíš ušetří palivo nosná raketa při udělování potřebné opouštějcí rychlosti.
Pokud ušetří palivo nosná raketa, může věnovat více paliva na přesnější navedení na dráhu díky kterému je pak možné ušetřit palivo při navedení na dráhu kolem L2 a tím prodloužit operační dobu JWST.
Informace je v pořádku. Ale stejně jako uživatel Iva mě také zajímá v čem se to u JWST neprojevilo. Netuším z jakých zdrojů jsi přesně čerpal, ale věřím, že nejpovolanější zdroje (viz perex článku) na toto odpověď snad daly nebo budou mít.
Pokud je informace v pořádku, tak v takovém případě naprosto nechápu proč se ptáš. Zdroje nejpovolanější informaci proč nevysvětlují. Není třeba, protože odhadem tipnu, že tak 9 lidem z deseti (včetně mě) úplně v pohodě uvedená informace stačí. Pokud máš přesnější informace nic ti přece nebrání mi napsat a nebo to vysvětlit v komentářích pro ty, které to zajímá. Rád to do článku doplním, ale ptát se na něco, když znáš odpověď mi jaksi nedává smysl. Navíc vždy se můžu na vše zeptat proč, a v podstatě pokračovat do nekonečna rozváděním odpovědi na další proč. Osobně nejsem odborník, ale myslím, že to nehrálo roli kvůli zvolené oběžné dráze. To je ovšem moje domněnka a protože je nepodložená, nebudu jí publikovat.
Omlouvám se, ale já jsem to stále nepochopil.
Zatím to vnímám tak, že v článku je napsáno, že to nehraje roli a proti tomu jde to video, kde zřejmě člověk, který na tom přímo pracuje říká jak je to prospěšné.
Nebo jsem to nepochopil???
Jak je vidno z mojí reakce, tak reakce čtenáře výše, tak to jasné není. Také tvých 9 z 10 apod. neobstojí. Navíc to je dost smutný argument, máme tedy čekat až to nebude jasné 8 z 10 nebo 6 z 10? Diskuze je snad od toho, aby se diskutovalo, aby se lidí ptali. Já jsem se připojil k dotazu, protože mě to také zajímá. Netuším, kdo vám odpovědi na vaše dotazy psal a tedy jaké jsi použil zdroje (na ty si tedy musíme počkat do posledního článku), ale je snad možnost danou osobu oslovit a požádat o vysvětlení, pokud ho sám nejsi schopen odpovědět. Samotná problematika je evidentně rozporuplná, pokud zde existuje i video přímo zainteresované osoby, která tvrdí opak.
Tak ještě jednou. Stejnou informaci jsi do éteru sám poslal v komentáři, na který jsem poslal do diskuze odkaz. Cituji: „Pro start JWST to význam nemělo.“ Docela mě tedy zarážejí dvě věci. Že odborník jako ty na to nezná odpověď a druhá věc, že jsi informaci vyslal, ale sám teď o ní nejsi přesvědčen. Jinou informaci, než tu co jsem poskytl nemám. Co po mě ještě chceš víc? Diskuse je od toho aby se diskutovalo ano, to máš pravdu, ale nebudu s tebou diskutovat do nekonečných proč. Opakuji na vše se dá zeptat proč a rozvádět vše do nekonečna. A na tom, že to laické veřejnosti podobná informace stačí, si trvám. Pokud vysvětlíš proč je má odpověď špatně a ,co je na ní špatně, rád to opravím. Opět se však opakuji. Zatím jsi tak neučinil. Pokud tě tolik zajímají zdroje můžeš mi kdykoli napsat. (Opět se opakuji). Kontakt máš a ne jeden. Tak mi prosím vysvětli, co tím sleduješ? Mám teď opravdu chuť se na celý rozepsaný seriál vykašlat. Pokud se ho chceš ujmout, tak ti to rád přenechám. Věřím, že to zvládneš líp…
Pro můj klid jsem tedy informaci odebral úplně, tak snad už tě to nebude iritovat.
Počkal jsem si než zveřejníš zdroje z článku při posledním dílu. Mě jsi ani jednou necitoval, tak jak jsi si vůbec dovolil tuto reakci? Hanba ti.
Osobne se domnivam, ze nektere komentare by se pod clanky objevovat nemeli a tohle je zrovna ten priklad. Pokud pouzil tve informace, mel te citovat. Pokud nepouzil, psat neco takoveho je kapku mimo. Domnivam se, ze je vyhradne na autorovi clanku, jake zdroje pouzije.
Jenže on je použil a dokonce se tím i hájil.
Díky za tyto informace, dost mých známých mi dává podobné dotazy. Nyní jim budu dávat odkaz. Ještě bych tam doplnil.
Animace finální dráhy JWST s zobazením Země a Měsíce. Pěkně to vysvětlí jaká bude vlastně dráha kolem L2 i ve vztahu k Zemi.
https://www.youtube.com/watch?v=524fcGyki5c
https://www.youtube.com/watch?v=6cUe4oMk69E
https://webb.nasa.gov/content/about/orbit.html
Bylo by možné tyto odkazy doplnit výše? Mnoha lidem to pomůže představit si tu dráhu.
Oběžné dráze teleskopu se budeme věnovat v některém z dalších dílů.
Dobrý den,
pokud mohu měl bych také otázku:
Proč bude JWST kolem bodu L2 kroužit a prostě v něm nesetrvá. Myslel jsem že jedna z východ tohoto umístění je setrvání ve stínu Země, ale na animacích je vidět, že bude kolem stínu naší planety kroužit. Předem moc děkuji za vysvětlení.
Už jsem sám pochopil, že především kvůli osvětlení solárních panelů, ale je i nějaký jiný důvod (fyzikální)? Bude takhle umístěn pořád?
Dráha, po které se bude teleskop pohybovat je stabilnější, než kdyby seděl přímo v L2. https://en.wikipedia.org/wiki/Lissajous_orbit
Stín Země končí blíže, než je teleskop. Polostín ne – ale pro telskop to nefunguje ani jako zastínění , jen to snižuje výkon FV
Je to kvůli tomu, aby dalekohled byl stále mimo stíny Země i Měsíce. Díky tomu může nepřetržitě pozorovat. Bod L2 se v otázkách ještě objeví. 🙂